(57)【要約】空気圧で作動されるポンプチャンバと、それぞれ、空気圧で作動されるポンプチャンバの上流および下流に位置する第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバとを含む、医療流体ポンプと、正圧空気を生成するためのコンプレッサと、空気圧で作動されるポンプチャンバ、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つへの送達のための正圧空気を貯蔵する、アキュムレータであって、コンプレッサからの正圧空気下で膨張する弾性ブラダを保持し、アキュムレータが提供し得る正圧空気の量を増加させる付加的正圧を生成する、アキュムレータとを含む、医療流体送達機械。
2019537472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療流体送達機械であって、
空気圧で作動されるポンプチャンバと、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバとを含む医療流体ポンプであって、前記第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび前記第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバは、それぞれ、前記空気圧で作動されるポンプチャンバの上流および下流に位置する、医療流体ポンプと、
正圧空気を生成するためのコンプレッサと、
前記空気圧で作動されるポンプチャンバ、前記第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または前記第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つへの送達のための前記正圧空気を貯蔵する、アキュムレータであって、前記アキュムレータは、前記コンプレッサからの正圧空気下で膨張する弾性ブラダを保持し、前記アキュムレータが提供し得る前記正圧空気の量を増加させる付加的正圧を生成する、アキュムレータと
を備える、医療流体送達機械。
【請求項２】
前記アキュムレータは、前記弾性ブラダを保持する外側剛性筐体を含み、前記ブラダは、前記外側剛性筐体とシールされた関係において保持される、請求項１に記載の医療流体送達機械。
【請求項３】
前記外側剛性筐体は、通気される、請求項２に記載の医療流体送達機械。
【請求項４】
前記ブラダと前記外側剛性筐体との間に前記シールされた関係を形成するコネクタを含む、請求項２に記載の医療流体送達機械。
【請求項５】
前記コネクタは、前記ブラダの開放端をシールするように構成されるシール端と、前記アキュムレータから延在する空気圧管をシールするように構成される管接続端とを含む、請求項４に記載の医療流体送達機械。
【請求項６】
前記外側剛性筐体は、前記弾性ブラダが、膨張されると、前記外側剛性筐体の内側形状に少なくとも実質的に完全に共形化することを可能にするように輪郭付けられる、請求項２に記載の医療流体送達機械。
【請求項７】
前記ブラダは、最初に、薄い管形状を有し、前記外側剛性筐体の内側形状に少なくとも実質的に完全に共形化するように膨張する、請求項２に記載の医療流体送達機械。
【請求項８】
前記アキュムレータと前記空気圧で作動されるポンプチャンバ、前記第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または前記第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つとの間に位置する空気圧調整器を含み、前記空気圧調整器は、前記正圧空気に関する所望の出力圧力を設定し、前記ブラダは、前記付加的量の正圧空気が前記空気圧調整器に提供されることを可能にする、請求項１に記載の医療流体送達機械。
【請求項９】
前記ブラダは、前記ブラダを膨張させるために必要とされる圧力が、前記所望の出力圧力をわずかに上回るように構築される、請求項８に記載の医療流体送達機械。
【請求項１０】
前記第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび前記第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つは、正圧を介して閉鎖され、大気への通気を介して開放される、請求項１に記載の医療流体送達機械。
【請求項１１】
医療流体送達機械であって、
空気圧で作動されるポンプチャンバと、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバとを含む医療流体ポンプであって、前記第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび前記第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバは、それぞれ、前記空気圧で作動されるポンプチャンバの上流および下流に位置する、医療流体ポンプと、
負圧を生成するための真空ポンプと、
前記空気圧で作動されるポンプチャンバ、前記第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または前記第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つとの動作のための前記負圧を貯蔵する、アキュムレータであって、前記アキュムレータは、弾性ブラダの外側に印加される前記真空ポンプからの負圧下で膨張する前記弾性ブラダを保持し、前記アキュムレータが提供し得る前記負圧の量を増加させる付加的負圧を生成する、アキュムレータと
を備える、医療流体送達機械。
【請求項１２】
前記アキュムレータは、前記弾性ブラダを保持する外側剛性筐体を含み、前記ブラダは、前記外側剛性筐体とシールされた関係において保持される、請求項１１に記載の医療流体送達機械。
【請求項１３】
前記真空ポンプからの負圧は、前記弾性ブラダの外側に位置する前記外側剛性筐体上に提供されるポートを介して前記アキュムレータに印加される、請求項１２に記載の医療流体送達機械。
【請求項１４】
前記外側剛性筐体は、前記弾性ブラダが、前記外側剛性筐体の前記ポートを遮断することに先立って、完全に膨張することを可能にするように輪郭付けられる、請求項１３に記載の医療流体送達機械。
【請求項１５】
前記アキュムレータと前記空気圧で作動されるポンプチャンバ、前記第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または前記第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つとの間に位置する空気圧調整器を含み、前記空気圧調整器は、所望の負の動作圧を設定し、前記ブラダは、前記調整器への供給のために前記所望の負の動作圧を上回って前記負圧の量を増加させる、請求項１１に記載の医療流体送達機械。
【請求項１６】
前記ブラダの内側は、大気に通気される、請求項１１に記載の医療流体送達機械。
【請求項１７】
前記ブラダは、前記ブラダが、完全に充填されると、前記アキュムレータのための所望の負圧に少なくともほぼ等しい負圧において膨張するように構成されるように厚くされる薄い管形状を有するように事前形成される、請求項１１に記載の医療流体送達機械。
【請求項１８】
医療流体送達機械であって、
正圧空気を生成するためのコンプレッサと、
負圧を生成するための真空ポンプと、
前記医療流体機械内への送達のための前記正圧空気を貯蔵する第１のアキュムレータであって、前記第１のアキュムレータは、前記ブラダの内側に印加される前記コンプレッサからの正圧空気下で膨張する第１の弾性ブラダを保持し、前記アキュムレータが提供し得る前記正圧空気の量を増加させる、第１のアキュムレータと、
前記医療流体機械内での動作のための前記負圧を貯蔵する第２のアキュムレータであって、前記第２のアキュムレータは、前記ブラダの外側に印加される前記真空ポンプからの負圧下で膨張する第２の弾性ブラダを保持し、前記アキュムレータが提供し得る前記負圧の量を増加させる、第２のアキュムレータと
を備える、医療流体送達機械。
【請求項１９】
前記正圧および負圧を介して動作される空気圧で作動されるポンプチャンバを含む、請求項１８に記載の医療流体送達機械。
【請求項２０】
前記第１のアキュムレータは、前記第１の弾性ブラダを保持する第１の外側剛性筐体を含み、前記第２のアキュムレータは、前記第２の弾性ブラダを保持する第２の外側剛性筐体を含む、請求項１８に記載の医療流体送達機械。
【請求項２１】
医療流体送達機械であって、
空気圧で作動されるポンプチャンバと、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバとを含む医療流体ポンプであって、前記第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび前記第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバは、それぞれ、前記空気圧で作動されるポンプチャンバの上流および下流に位置する、医療流体ポンプと、
前記機械の場所であって、前記場所は、
前記医療流体ポンプのための負の空気圧を供給する真空ポンプと、
前記医療流体ポンプのための正圧空気を貯蔵するアキュムレータであって、前記アキュムレータは、前記真空ポンプの真下に位置する、アキュムレータと、
前記正圧空気を生成するためのコンプレッサであって、前記コンプレッサは、前記アキュムレータの真下に位置する、コンプレッサと、
前記アキュムレータ内での貯蔵に先立って、前記コンプレッサから出力される前記正圧空気から水分を除去するための乾燥機であって、前記乾燥機は、前記アキュムレータの真下に位置する、乾燥機と
を含む、場所と
を備える、医療流体送達機械。
【請求項２２】
前記乾燥機は、前記アキュムレータと前記コンプレッサとの間に位置する、請求項２１に記載の医療流体送達機械。
【請求項２３】
前記乾燥機は、前記正圧空気を冷却し、水分を除去するように構成される、請求項２１に記載の医療流体送達機械。
【請求項２４】
前記真空ポンプは、熱を生成し、前記機械の場所内の最上に設置される、請求項２１に記載の医療流体送達機械。
【請求項２５】
前記機械の場所は、空気圧ポンプボックスである、請求項２１に記載の医療流体送達機械。
【請求項２６】
前記医療流体ポンプおよび第１の医療流体弁チャンバおよび第２の医療流体弁チャンバを動作させる医療流体送達シャーシを含み、前記空気圧ポンプボックスは、前記医療流体送達シャーシに可撤式に接続される、請求項２５に記載の医療流体送達機械。
【請求項２７】
前記空気圧ポンプボックスは、前記ポンプボックスから加熱された空気を通気するファンを含み、前記ファンは、前記乾燥機の上方に位置する、請求項２５に記載の医療流体送達機械。
【請求項２８】
前記空気圧ポンプボックスは、前記ポンプボックス内で生産される音を減衰するように遮音される、請求項２５に記載の医療流体送達機械。
【請求項２９】
前記アキュムレータは、第１のアキュムレータであり、前記真空ポンプを介して負圧空気を貯蔵する第２のアキュムレータを含み、前記第２のアキュムレータは、前記真空ポンプの真下に位置する、請求項２１に記載の医療流体送達機械。
【請求項３０】
前記コンプレッサおよび前記乾燥機は、前記第１のアキュムレータおよび第２のアキュムレータの真下に位置する、請求項２９に記載の医療流体送達機械。
【請求項３１】
前記場所からの前記負圧空気または正圧空気のうちの少なくとも１つが前記医療流体ポンプに到達することを可能にするように位置付けられ、配列される、複数の電気的に作動されるソレノイド弁を含む、請求項２１に記載の医療流体送達機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年１０月２７日に出願され“Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｔｈｅｒａｐｙ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  Ｐｕｍｐ  Ｂｏｘ  ａｎｄ  Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｓ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ”と題された米国特許第１５／３３６，２６６号に対する優先権を主張するものであり、その全内容は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本開示は、概して、医療流体送達機械のためのデバイス、システム、および方法に関する。より具体的には、本開示は、空気圧圧送を採用する腎不全治療機械等の医療流体送達機械に関する。
【背景技術】
【０００３】
腎不全治療機械に関して、種々の原因に起因して、人物の腎臓系は、機能しなくなり得る。腎不全は、いくつかの生理学的撹乱を生じる。水分およびミネラルの平衡を保つ、または日常の代謝負荷を排泄することは、もはや可能ではない。窒素代謝の毒性最終生産物（尿素、クレアチニン、尿酸、およびその他）は、血液および組織中に蓄積し得る。
【０００４】
腎臓不全および低減された腎臓機能は、透析を用いて処置されている。透析は、身体から、正常に機能している腎臓がそうでなければ除去するであろう老廃物、毒素、および過剰な水分を除去する。腎臓機能の置換のための透析処置は、処置が救命的であるため、多くの人々にとって重要である。
【０００５】
１つのタイプの腎臓不全治療は、一般に、患者の血液から老廃物を除去するために拡散を使用する、血液透析（「ＨＤ」）である。拡散勾配が、拡散を引き起こすために、血液と透析液または透析流体と呼ばれる電解質溶液との間の半浸透性透析器を横断して起こる。
【０００６】
血液濾過（「ＨＦ」）は、患者の血液からの毒素の対流輸送に依拠する代替腎置換治療である。ＨＦは、処置の間に体外回路に代替液または補液（典型的には、１０〜９０リットルのそのような流体）を添加することによって遂行される。代替液および処置の間に患者によって蓄積される流体は、一連のＨＦ処置にわたって限外濾過され、中および大分子を除去する際に特に有益である対流輸送機構を提供する（血液透析では、透析セッションの間に得られる流体とともに、少量の老廃物が除去されるが、しかしながら、その限外濾過液の除去からの溶質牽引は、対流クリアランスを提供するために十分ではない）。
【０００７】
血液透析濾過（「ＨＤＦ」）は、対流および拡散クリアランスを組み合わせる処置モダリティである。ＨＤＦは、拡散クリアランスを提供するために、標準的血液透析と同様に、透析器を通して流動する透析流体を使用する。加えて、代替液が、体外回路に直接提供され、対流クリアランスを提供する。
【０００８】
殆どのＨＤ（ＨＦ、ＨＤＦ）処置は、センターで行われる。在宅血液透析（「ＨＨＤ」）への傾向が、部分的に、ＨＨＤが毎日実施され得、典型的には、週に２または３回行われるセンター内血液透析処置に優る治療利益を提供するため、今日存在する。研究は、頻繁な処置が、より頻度が低いが、おそらく、より長い処置を受ける患者よりも多くの毒素および老廃物を除去することを示している。より頻繁な処置を受ける患者は、処置に先立って２または３日分の毒素を蓄積しているセンター内患者ほど多くのダウンサイクルを被らない。あるエリアでは、最も近い透析センターは、患者の自宅から何マイルも離れ、ドアツードアの処置時間で１日の大部分を費やす場合がある。ＨＨＤは、１晩で、または患者がリラックスしている、働いている、または別様に生産的である間の日中に行われ得る。
【０００９】
別のタイプの腎臓不全治療は、腹膜透析であり、これは、透析流体とも呼ばれる透析液をカテーテルを介して患者の腹膜腔の中に注入する。透析流体は、腹膜腔の腹膜に接触する。老廃物、毒素、および過剰な水分が、拡散および浸透に起因して、患者の血流から、腹膜を通して、透析流体の中に通過し、すなわち、浸透勾配が、膜を横断して起こる。透析における浸透剤が、浸透勾配を提供する。使用されたまたは使用済み透析流体は、患者から排出され、患者から老廃物、毒素、および過剰な水分を除去する。本サイクルは、例えば、複数回繰り返される。
【００１０】
持続的外来腹膜透析（「ＣＡＰＤ」）、自動化腹膜透析（「ＡＰＤ」）、および潮汐流透析、および持続的流動腹膜透析（「ＣＦＰＤ」）を含む、種々のタイプの腹膜透析治療が存在する。ＣＡＰＤは、手動透析処置である。ここでは、患者は、使用されたまたは使用済み透析液流体が腹膜腔から排出することを可能にするために、埋込されたカテーテルをドレインに手動で接続する。患者は、次いで、カテーテルを通して患者の中に新鮮な透析流体を注入するために、新鮮な透析流体のバッグにカテーテルを接続する。患者は、カテーテルを新鮮な透析流体バッグから切り離し、透析流体が腹膜腔内で滞留することを可能にし、老廃物、毒素、および過剰な水分の移送が、起こる。ある滞留周期後、患者は、例えば、１日あたり４回手動透析手技を繰り返し、各処置は、約１時間続く。手動腹膜透析は、患者から有意な量の時間および努力を要求し、改良の余地がある。
【００１１】
自動化腹膜透析（「ＡＰＤ」）は、透析処置が排出、充填、および滞留サイクルを含む点においてＣＡＰＤに類似する。しかしながら、ＡＰＤ機械は、典型的には、患者が眠っている間に自動的にサイクルを実施する。ＡＰＤ機械は、処置サイクルを手動で実施する必要性から、かつ日中に供給物を輸送する必要性から患者を解放する。ＡＰＤ機械は、埋込されたカテーテルに、新鮮な透析流体の源またはバッグに、および流体ドレインに流体的に接続する。ＡＰＤ機械は、新鮮な透析流体を透析流体源から、カテーテルを通して、患者の腹膜腔の中に圧送する。ＡＰＤ機械はまた、透析流体が腔内で滞留することを可能にし、廃棄物、毒素、および過剰な水分の移送が起こることを可能にする。源は、複数の無菌透析流体溶液バッグを含み得る。
【００１２】
ＡＰＤ機械は、使用されたまたは使用済み透析液を腹膜腔から、カテーテルを通して、ドレインに圧送する。手動プロセスのように、いくつかの排出、充填、および滞留サイクルは、透析の間に起こる。「最後の充填」は、ＡＰＤの終わりに起こり、次の処置まで患者の腹膜腔内に留まる。
【００１３】
機械によって実施される上記のモダリティのいずれも、空気圧圧送を採用し得る。空気圧圧送は、典型的には、圧送膜またはダイヤフラムへの正の空気圧および／または負の空気圧の印加を伴う。正圧は、正圧タンクまたはアキュムレータに給送するコンプレッサを介して提供され得る。負圧は、負圧タンクまたはアキュムレータに給送する真空ポンプを介して提供され得る。空気が正圧タンクアキュムレータに給送されることに先立って、正圧から水分を除去する試みが、成され得る。正圧空気中に存在する水分は、ソレノイド弁内および別の場所の腐食につながり得る。
【００１４】
上記に説明される構成要素は、熱を発生させ得るかまたは非加熱環境内でより効果的に動作し得る。そのような構成要素の改良された協調が、適宜必要とされる。
【００１５】
加えて、正圧アキュムレータは、その圧力がある用途を駆動するために必要とされるものに到達するまでのみ効果的である。例えば、圧力調整器が、正圧アキュムレータと用途、例えば、流体弁との間に存在し得る。調整器が弁を閉鎖するために５ｐｓｉｇを送達するように設定される場合、例えば、アキュムレータは、いったんその圧力が５ｐｓｉｇを下回って降下すると、弁を閉鎖するために必要な圧力を送達することができない。正のアキュムレータおよび負のアキュムレータにそれぞれ可能な限り長く正圧および負圧を送達させることが望ましい状況が存在し得る。空気圧アキュムレータの有用寿命を延長する付加的必要性が、それに応じて存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本明細書に説明される実施例は、ポンプボックスデバイス、システム、および方法を開示し、したがって、例えば、血漿交換、血液透析（「ＨＤ」）、血液濾過（「ＨＦ」）、血液透析濾過（「ＨＤＦ」）、および持続的腎置換治療（「ＣＲＲＴ」）処置のための流体送達に適用可能である。したがって、本明細書に説明されるポンプボックスデバイス、およびシステム、および方法はまた、腹膜透析（「ＰＤ」）および静脈内薬物送達にも適用可能である。これらのモダリティは、集合的に、または実質的に個別に、医療流体送達と称され得る。
【００１７】
さらに、本明細書に説明されるデバイス、システム、および方法はそれぞれ、臨床または在宅ベースの機械と併用されてもよい。例えば、本システムは、１日全体を通して起動するセンター内ＨＤ、ＨＦ、またはＨＤＦ機械において採用されてもよい。代替として、本システムは、患者の便宜に応じて動作される在宅ＨＤ、ＨＦ、またはＨＤＦ機械と併用されてもよい。１つのそのような在宅システムが、２０１１年１０月４日に発行され、「Ｈｉｇｈ  Ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ  Ｈｏｍｅ  Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ／Ｈｅｍｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｓｏｒｂｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題され、２００４年１１月４日に出願され、本願の譲受人に譲渡された米国特許第８，０２９，４５４号（「第’４５４号特許」）に説明されている。別のそのような在宅システムが、２０１３年３月１２日に発行され、「Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ  ｆｏｒ  ａ  Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題され、２００８年８月２７日に出願された米国特許第８，３９３，６９０号（「第’６９０号特許」）に説明されている。上記の参考文献のそれぞれの全内容が、参照することによって本明細書に組み込まれ、依拠される。
【００１８】
ある実施形態では、医療流体送達シャーシを含む医療流体送達機械が、提供される。医療流体送達シャーシは、１つ以上のポンプ、複数の弁、必要に応じて、ヒータ、必要および所望に応じて、直結医療流体生成機器、圧力センサ、伝導率センサ、温度センサ、空気検出器、血液漏出検出器、および同等物のうちのいずれか１つ、それよりも多くのもの、または全て等の複数のセンサ、ユーザインターフェース、および上記に説明される機器を制御するための１つ以上のプロセッサおよびメモリを採用し得る制御ユニット等の医療流体を送達するために必要とされる構成要素を格納する。
【００１９】
流体ポンプおよび弁等の種々の構成要素が、空気圧で作動され得る。そのような場合では、正圧空気および／または負圧空気を発生させ、貯蔵するために必要とされる機器を格納する、空気圧ポンプボックスを提供することが考慮される。本明細書で使用されるような「空気」は、これが自然に存在するような空気を意味し、これは、窒素、酸素、アルゴン、および二酸化炭素等の個々のガスから構成される。「空気」はまた、より高いパーセンテージの、または窒素または二酸化炭素等の純粋なガス等の所望の修正された大気を含んでもよい。用語「空気圧」もまた、自然発生の空気および／または任意のタイプの修正された大気を指す。
【００２０】
空気圧ポンプボックスは、負の空気圧を供給するための真空ポンプ、正の空気圧を供給するためのコンプレッサ、アキュムレータ内での貯蔵に先立って、コンプレッサから出力される正圧空気から水分を除去するための乾燥機、および、それぞれ、正の空気圧および負の空気圧を貯蔵するための正のアキュムレータおよび負のアキュムレータ等の構成要素を格納してもよい。空気圧ポンプボックスは、医療流体送達シャーシに可撤式に取り付けられてもよい。医療流体送達機械が、例えば、患者が眠っている間に動作される場合、または患者が何らかの理由から静かな環境を所望する場合、患者が、空気圧ポンプボックスを除去し、これをクローゼットまたは他の遠隔場所内に貯蔵し、その騒音を減衰することが、望ましくあり得る。可撤性空気圧ポンプボックスは、１つ以上の正圧ラインおよび負圧ラインを介して医療流体送達シャーシに空気圧で接続され、その独自の電気コードを介して、またはシャーシからの電力フィードを介して、電力を受け取り得る。
【００２１】
空気圧ポンプボックスの真空ポンプは、典型的には、動作の間にボックス内で最も高温の点である。ある実施形態における乾燥機は、水分が正圧アキュムレータの中に送達される前に除去され得るように、コンプレッサからの空気を冷却し、圧縮された空気から水分を凝縮する。圧縮された空気から水分を除去することは、圧縮された空気体積中の水分が腐食に起因してシステム故障を引き起こし得るため、重要である。本開示の空気圧ボックスは、故に、空気圧ポンプボックスの上部に真空ポンプを設置する。ここでは、熱は、ボックス内の他の構成要素へのその影響が最小限にされるように、真空ポンプからボックスの上部に上昇する。乾燥機の直上のボックスの上部に直接小型の安価なファンを設置することが、さらに考慮され、これは、ボックスから加熱された空気を引くように配向される。ファンのための吸気孔は、ポンプボックス内に、例えば、真空ポンプの直下に提供され得る。
【００２２】
真空ポンプがポンプボックスの上部に設置されると、残りの機器を配置する目標は、２つあり、すなわち、（ｉ）真空ポンプから発生された熱が乾燥機を加熱することを防止するために、可能な限り真空ポンプから遠くに乾燥機を配置すること、および（ｉｉ）可能な限り空気圧ポンプボックスの間の管類の配索を低減させ、簡略化することである。このために、コンプレッサまたは乾燥機のいずれかは、ボックスの底部に位置し得る。コンプレッサをボックスの底部に配置し、乾燥機をコンプレッサの上方に配置し、アキュムレータを乾燥機の上方に配置することは、コンプレッサから乾燥機まで、および乾燥機から正圧アキュムレータまで延設される管類および他の空気接続の配索を最適化する。一方、乾燥機をボックスの底部に配置し、コンプレッサを乾燥機の上方に配置し、アキュムレータをコンプレッサの上方に配置することは、熱生産真空ポンプから可能な限り遠くに乾燥機（例えば、冷蔵デバイス）を離間する。
【００２３】
ある実施形態では、空気圧ポンプボックスは、２つのアキュムレータ、すなわち、正圧アキュムレータと、負圧アキュムレータとを含む。空気圧ポンプおよび弁制御が、医療流体送達機械内の異なる場所において異なる圧力レベルを使用し得ることが、可能性として考えられる。例えば、空気圧ポンプは、その独自の入口弁チャンバおよび出口弁チャンバと関連付けられるポンプチャンバを含んでもよく、弁チャンバに印加される圧力は、ポンプチャンバの動作が所望の弁状態に影響を及ぼさないように、ポンプチャンバに印加される圧力を上回る。別の実施例では、血液ポンプ動作に、透析流体動作よりも少ない圧力を印加し、血液細胞または他の血液成分への損傷をより良好に回避することが、望ましくあり得る。いずれの場合も、複数のアキュムレータが、複数の正圧および／または負圧を貯蔵するために提供されてもよい。しかしながら、１つの好ましい実施形態では、単一の正圧アキュムレータおよび単一の負圧アキュムレータが、異なる所望の正の空気圧動作圧および／または負の空気圧動作圧を設定する複数の空気圧調整器に給送するために提供される。
【００２４】
空気圧調整器は、例えば、複数のオン／オフまたはバイナリ用途に給送するために、所望の正の空気圧または負の空気圧を設定する静的調整器を含んでもよい。空気圧調整器は、代替として、または加えて、例えば、可動弁または可変弁としての可変直径オリフィスを含んでもよい。空気圧調整器、バイナリ空気圧弁、および可変弁等の構成要素は、ある実施形態では、空気圧ポンプボックスからシャーシへの単一の正圧ラインおよび負圧ラインがマニホールドの構成要素のそれぞれに給送し得るように、医療流体送達シャーシの内側に位置するマニホールド上に設置される。
【００２５】
アキュムレータの効率を改良するために、ブラダが拡張し得るサイズを限定し、また、アキュムレータ筐体の容積を完全に充填するように拡張されると、ブラダの形状を画定する、外側剛性正圧アキュムレータ筐体の内側に弾性アキュムレータブラダを密封して固着させることが、考慮される。ブラダは、膨張のためのある正圧、すなわち、ブラダ膨張圧力を要求するように形成される。剛性外側チャンバは、ある実施形態では、ブラダが膨張されると、ブラダと剛性外側チャンバとの間の空気が大気に移動され得るように通気される。正圧空気が、最初に、アキュムレータブラダから抜去されるとき、いかなる形状変化も、起こらず、アキュムレータアセンブリは、ブラダ内の圧力がブラダ膨張圧力に降下するまで、従来の剛性アキュムレータとして作用する。正圧がブラダ膨張圧力を下回って降下し始めると、アキュムレータブラダは、収縮し、アキュムレータブラダが完全に収縮されるまで、ブラダ膨張圧力における正圧空気体積を送達し続ける。収縮の間、大気は、通気孔を介してブラダの外側の剛性外側容器の中に引き込まれる。送達される空気の全体的体積は、ブラダエラストマによって内部ブラダ空気体積に印加される力に起因して、剛性アキュムレータのみで可能なものを上回る。
【００２６】
典型的には、アキュムレータは、所望の動作圧を上回る、設定圧力までコンプレッサを介して充填される。所望の動作圧は、正確な下流空気圧を設定するように調整器を使用することによって達成される。所望の動作圧をわずかにのみ上回るブラダ膨張圧力を生成するようにブラダを構築することが、考慮される。このように、設定充填圧力と所望の動作圧との間の圧力デルタの殆ど全てが、ブラダの収縮に先立って消費される。
【００２７】
ある実施形態では、流体弁は、正圧下で閉鎖され、正圧を大気に通気することによって開放される。例えば、第１の電気的に動作されるソレノイド弁が、正圧が流体弁まで流動することまたは流動しないことを可能にするように、または、可能にしないように提供されてもよい。第２の電気的に動作されるソレノイド弁が、正圧が大気に通気することを可能にするように、または、可能にしないように提供される。流体弁を閉鎖するために、第１の電気的に動作されるソレノイド弁は、開放される一方、第２の電気的に動作されるソレノイド弁は、閉鎖され、これは、流体弁が、通気されていない正の空気圧に接触することを可能にする。流体弁を開放するために、第１の電気的に動作されるソレノイド弁は、閉鎖される一方、第２の電気的に動作されるソレノイド弁は、開放され、これは、流体弁への正圧を遮断し、流体弁における既存の正圧を大気に通気し、流体弁が開放することを可能にする。流体弁は、弁ダイヤフラムの流体側上の流体圧力の力に起因して開放し得る、および／または、弁ダイヤフラムは、事前形成または事前ドーム形成され、正圧下にないとき、付勢された流体が開放するように設置される、または位置付けられ得る。次いで、一実施形態では、ポンプチャンバが正の空気圧および負の空気圧を要求する一方、対応する弁チャンバは、正の空気圧のみを要求することを理解されたい。入口弁および出口弁を含む流体ポンプの寿命は、したがって、負圧源の寿命の対応する延長を伴わずに、本開示のアキュムレータブラダを介して正圧の寿命を延長することによって延長され得る。
【００２８】
それにもかかわらず、また、負圧源の寿命を増加させることも、考慮される。ここでは、逆のアキュムレータ構造が、負圧アキュムレータに適用される。一実施例では、弾性ブラダが、正圧アキュムレータのためのものと同一の形状を有するように事前形成される。差異は、真空が、負圧アキュムレータのブラダと剛性外側チャンバとの間の空気を真空に引くために、正のチャンバの通気ポートに印加されることである。負圧アキュムレータのための通気ポートは、ブラダの内側につながるポートである（これは、正のアキュムレータのための供給ポートである）。負圧ブラダは、ブラダが完全に収縮されるまで、ブラダが負の調整器を駆動するために負圧を提供し得るように、所望の調整された負圧よりも大きい負圧下で完全に膨張するために必要に応じて厚くされる。種々の実施形態では、（ｉ）ブラダおよび剛性外側筐体アキュムレータは、負圧ブラダが筐体によって提供される真空ポートを遮断する、または完全に遮断するように拡張する前に、完全な真空が引かれ得るように構成される、および／または（ｉｉ）真空ポートは、ブラダが遮断することが困難であるように剛性筐体の内側上に角度付けられることができる。したがって、ブラダの内側の正圧がブラダ膨張圧力に降下するまで収縮しない正圧ブラダと異なり、負圧アキュムレータは、真空ライン内の負圧が（ブラダを完全に拡張された状態に保つほど十分な負圧ではない）要求される負のブラダ膨張圧力未満の負の状態になり始めた後に収縮し始める。しかしながら、負圧は、ブラダが完全に収縮されるまで、負圧膨張圧力に留まり、剛性外側チャンバを負圧で事実上完全に充填された状態にし、負の調整器を駆動する。
【００２９】
本明細書に議論されるように、負圧ブラダ事例および正圧ブラダ事例の両方において、外側剛性アキュムレータ筐体は、ブラダが正圧または負圧下で自由に膨張および収縮し得るように大気に通気される。
【００３０】
医療流体送達機械への電力が喪失されるとき、正の空気圧および／または負の空気圧を依然として送達することが可能であることが、望ましくあり得る。例えば、血液を患者に戻すように押し出し、患者が透析器から接続解除することを可能にすることが、望ましくあり得る。ここでは、透析機械は、空気圧弁に給電するためにバッテリ電力を提供し得、空気圧が流体弁およびポンプチャンバに印加されることを可能にする。ブラダは、アキュムレータから抽出され得る正圧空気および負圧空気の体積を増加させ、より長い周期にわたって所望の作業圧力を維持し、より多くの血液が患者に戻るように押し出されることを可能にする。代替として、または加えて、付加的作業圧力が、オン−オフバイナリおよび可変弁の漏出緊密性要件を低下させるために使用されてもよく、機械全体をよりロバストにする。
【００３１】
本明細書の開示に照らして、かついかように本開示を限定することなく、別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１の側面では、医療流体送達機械は、空気圧で作動されるポンプチャンバと、それぞれ、空気圧で作動されるポンプチャンバの上流および下流に位置する第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバとを含む、医療流体ポンプと、正圧空気を生成するためのコンプレッサと、空気圧で作動されるポンプチャンバ、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つへの送達のための正圧空気を貯蔵する、アキュムレータであって、コンプレッサからの正圧空気下で膨張する弾性ブラダを保持し、アキュムレータが提供し得る正圧空気の量を増加させる付加的正圧を生成する、アキュムレータとを含む。
【００３２】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２の側面では、アキュムレータは、弾性ブラダを保持する外側剛性筐体を含み、ブラダは、外側剛性筐体とシールされた関係において保持される。
【００３３】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２の側面と組み合わせられ得る、本開示の第３の側面では、外側剛性筐体は、通気される。
【００３４】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２の側面と組み合わせられ得る、本開示の第４の側面では、医療流体送達機械は、ブラダと外側剛性筐体との間にシールされた関係を形成するコネクタを含む。
【００３５】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第４の側面と組み合わせられ得る、本開示の第５の側面では、コネクタは、ブラダの開放端をシールするように構成されるシール端と、アキュムレータから延在する空気圧管をシールするように構成される管接続端とを含む。
【００３６】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２の側面と組み合わせられ得る、本開示の第６の側面では、外側剛性筐体は、弾性ブラダが、膨張されると、外側剛性筐体の内側形状に少なくとも実質的に完全に共形化することを可能にするように輪郭付けられる。
【００３７】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第６の側面と組み合わせられ得る、本開示の第７の側面では、ブラダは、最初に、薄い管形状を有し、外側剛性筐体の内側形状に少なくとも実質的に完全に共形化するように拡張する。
【００３８】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせられ得る、本開示の第８の側面では、医療流体送達機械は、アキュムレータと空気圧で作動されるポンプチャンバ、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つとの間に位置する空気圧調整器を含み、空気圧調整器は、正圧空気に関する所望の出力圧力を設定し、ブラダは、付加的量の正圧空気が空気圧調整器に提供されることを可能にする。
【００３９】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第８の側面と組み合わせられ得る、本開示の第９の側面では、ブラダは、ブラダを膨張させるために必要とされる圧力が、所望の出力圧力をわずかに上回るように構築される。
【００４０】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１０の側面では、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つは、正圧を介して閉鎖され、大気への通気を介して開放される。
【００４１】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１１の側面では、医療流体送達機械は、空気圧で作動されるポンプチャンバと、それぞれ、空気圧で作動されるポンプチャンバの上流および下流に位置する第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバとを含む、医療流体ポンプと、負圧を生成するための真空ポンプと、空気圧で作動されるポンプチャンバ、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つとの動作のための負圧を貯蔵する、アキュムレータであって、弾性ブラダの外側に印加される真空ポンプからの負圧下で膨張する弾性ブラダを保持し、アキュムレータが提供し得る負圧の量を増加させる付加的負圧を生成する、アキュムレータとを含む。
【００４２】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第１１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１２の側面では、アキュムレータは、弾性ブラダを保持する外側剛性筐体を含み、ブラダは、外側剛性筐体とシールされた関係において保持される。
【００４３】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第１２の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１３の側面では、真空ポンプからの負圧は、弾性ブラダの外側に位置する外側剛性筐体上に提供されるポートを介してアキュムレータに印加される。
【００４４】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第１３の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１４の側面では、（ｉ）外側剛性筐体は、弾性ブラダが、外側剛性筐体のポートを遮断することに先立って、完全に膨張することを可能にするように輪郭付けられる、または（ｉｉ）外側剛性筐体は、弾性ブラダが、膨張されると、外側剛性筐体の内側形状に少なくとも実質的に完全に共形化することを可能にするように輪郭付けられるのうちの少なくとも１つである。
【００４５】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第１１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１５の側面では、医療流体送達機械は、アキュムレータと空気圧で作動されるポンプチャンバ、第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ、または第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバのうちの少なくとも１つとの間に位置する空気圧調整器を含み、空気圧調整器は、所望の負の動作圧を設定し、ブラダは、調整器への供給のために所望の負の動作圧を上回って負圧の量を増加させる。
【００４６】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第１１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１６の側面では、ブラダの内側は、大気に通気される。
【００４７】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第１１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１７の側面では、ブラダは、ブラダが、完全に充填されると、アキュムレータのための所望の負圧に少なくともほぼ等しい負圧において膨張するように構成されるように厚くされる薄い管形状を有するように事前形成される。
【００４８】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１８の側面では、医療流体送達機械は、正圧空気を生成するためのコンプレッサと、負圧を生成するための真空ポンプと、医療流体機械内への送達のための正圧空気を貯蔵する、第１のアキュムレータであって、ブラダの内側に印加されるコンプレッサからの正圧空気下で膨張する第１の弾性ブラダを保持し、アキュムレータが提供し得る正圧空気の量を増加させる、第１のアキュムレータと、医療流体機械内での動作のための負圧を貯蔵する、第２のアキュムレータであって、ブラダの外側に印加される真空ポンプからの負圧下で膨張する第２の弾性ブラダを保持し、アキュムレータが提供し得る負圧の量を増加させる、第２のアキュムレータとを含む。
【００４９】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第１８の側面と組み合わせられ得る、本開示の第１９の側面では、医療流体送達機械は、正圧および負圧を介して動作される空気圧で作動されるポンプチャンバを含む。
【００５０】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第１８の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２０の側面では、第１のアキュムレータは、第１の弾性ブラダを保持する第１の外側剛性筐体を含み、第２のアキュムレータは、第２の弾性ブラダを保持する第２の外側剛性筐体を含む。
【００５１】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２１の側面では、医療流体送達機械は、空気圧で作動されるポンプチャンバと、それぞれ、空気圧で作動されるポンプチャンバの上流および下流に位置する第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバとを含む、医療流体ポンプと、医療流体ポンプのための負の空気圧を供給する、真空ポンプと、医療流体ポンプのための正圧空気を貯蔵する、アキュムレータであって、真空ポンプの真下に位置する、アキュムレータと、正圧空気を生成するためのコンプレッサであって、アキュムレータの真下に位置する、コンプレッサと、アキュムレータ内での貯蔵に先立って、コンプレッサから出力される正圧空気から水分を除去するための乾燥機であって、アキュムレータの真下に位置する、乾燥機とを含む、本機械の場所とを含む。
【００５２】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２２の側面では、乾燥機は、アキュムレータとコンプレッサとの間に位置する。
【００５３】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２３の側面では、乾燥機は、正圧空気を冷却し、水分を除去するように構成される。
【００５４】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２４の側面では、真空ポンプは、熱を生成し、それに応じて、本機械の場所内の最上に設置される。
【００５５】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２５の側面では、本機械の場所は、空気圧ポンプボックスである。
【００５６】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２５の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２６の側面では、医療流体送達機械は、医療流体ポンプおよび第１の医療流体弁チャンバおよび第２の医療流体弁チャンバを動作させる医療流体送達シャーシを含み、空気圧ポンプボックスは、医療流体送達シャーシに可撤式に接続される。
【００５７】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２５の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２７の側面では、空気圧ポンプボックスは、ポンプボックスから加熱された空気を通気するファンを含み、ファンは、乾燥機の上方に位置する。
【００５８】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２５の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２８の側面では、空気圧ポンプボックスは、ポンプボックス内で生産される音を減衰するように遮音される。
【００５９】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第２９の側面では、アキュムレータは、第１のアキュムレータであり、真空ポンプを介して負圧空気を貯蔵する第２のアキュムレータを含み、第２のアキュムレータは、真空ポンプの真下に位置する。
【００６０】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２９の側面と組み合わせられ得る、本開示の第３０の側面では、コンプレッサおよび乾燥機は、第１のアキュムレータおよび第２のアキュムレータの真下に位置する。
【００６１】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせて第２１の側面と組み合わせられ得る、本開示の第３１の側面では、医療流体送達機械は、場所からの負圧空気または正圧空気のうちの少なくとも１つが医療流体ポンプに到達することを可能にするように位置付けられ、配列される、複数の電気的に作動されるソレノイド弁を含む。
【００６２】
別様に規定されない限り、本明細書に列挙される任意の他の側面と組み合わせられ得る、本開示の第３２の側面では、図１−８のうちのいずれかと関連して図示および説明される構造、機能性、および代替物のうちのいずれかは、図１−９の任意のその他と関連して図示および説明される構造、機能性、および代替物のうちのいずれかと組み合わせられてもよい。
【００６３】
本開示および上記の側面に照らして、したがって、改良された医療流体送達デバイスを提供することが、本開示の利点である。
【００６４】
医療流体送達デバイスのための改良された空気圧ポンプボックスを提供することが、本開示の別の利点である。
【００６５】
熱的に効率的である医療流体送達デバイスのための空気圧ポンプボックスを提供することが、本開示のさらなる利点である。
【００６６】
効率的な管類配索を有する医療流体送達デバイスのための空気圧ポンプボックスを提供することが、本開示のなおも別の利点である。
【００６７】
拡張された使用性を有する空気圧アキュムレータを提供することが、本開示のなおもさらなる利点である。
【００６８】
電力の喪失に応じて効率的に動作し得る空気圧圧送システムを提供することが、本開示のさらに別の利点である。
【００６９】
正の空気圧および負の空気圧を保全し得る空気圧圧送システムを提供することが、本開示のなおもさらなる利点である。
【００７０】
本明細書に議論される利点は、本明細書に開示される実施形態のうちの１つまたはいくつかに見出され得るが、おそらく、その全てに見出されるわけではない。付加的特徴および利点が、本明細書に説明され、以下の詳細な説明および図から明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本開示の圧力アキュムレータを含む空気圧ポンプボックスを採用する機械によって動作される、腎不全治療の一実施形態の概略図である。
【図２】図２は、図１の腎不全治療機械との併用のための血液セットを図示する、斜視図である。
【図３】図３は、図１の腎不全治療機械の一実施形態の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の空気圧ポンプボックスの一実施形態の断面立面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示の空気圧ポンプボックスの第２の実施形態の断面立面図である。
【図５】図５は、本開示の空気圧アキュムレータの一実施形態の側面立面図である。
【図６】図６は、本開示の空気圧アキュムレータと併用されるブラダアセンブリの側面立面図である。
【図７】図７は、正圧アキュムレータ内の正圧下で膨張されるブラダまたは負圧アキュムレータ内の負圧下で膨張されるブラダのいずれかであり得る、ブラダの側面立面図である。
【図８】図８Ａは、経時的に正圧アキュムレータによって提供される圧力の一例示的グラフである。図８Ｂは、経時的に負圧アキュムレータによって提供される負圧の一例示的グラフである。
【図９】図９は、空気圧で作動されるポンプチャンバと、それぞれ、空気圧で作動されるポンプチャンバの上流および下流に位置する第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバおよび第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバとを含む、医療流体ポンプとともに動作する、本開示のアキュムレータの一実施形態のフロー概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
（システムハードウェア）
本明細書に説明される実施例は、血液、透析流体、代替液、および／または静脈内薬物（「ＩＶ」）等の医療流体を送達する、任意の医療流体送達システムに適用可能である。実施例は、特に、本明細書では、集合的に、または実質的に個別に腎不全治療と称される、全ての形態の血液透析（「ＨＤ」）、血液濾過（「ＨＦ」）、血液透析濾過（「ＨＤＦ」）、持続的腎置換治療（「ＣＲＲＴ」）、および腹膜透析（「ＰＤ」）等の腎臓不全治療のために非常に好適である。さらに、本明細書に説明される機械および空気圧圧送システムおよび方法のうちのいずれかは、臨床または在宅設定において使用されてもよい。例えば、空気圧圧送構造を含む機械は、１日全体を通して事実上連続的に起動する、センター内ＨＤ機械において採用されてもよい。代替として、空気圧圧送構造は、例えば、患者が眠っている間の夜に起動され得る、在宅ＨＤ機械において使用されてもよい。さらに、本明細書に説明される腎不全治療実施例はそれぞれ、例えば、ＨＤまたはＨＤＦのための透析器または、例えば、ＨＦのための血液濾過器等の拡散膜または濾過器を採用してもよい。
【００７３】
ここで図１を参照すると、本開示の空気圧ポンプボックスを採用する、医療流体送達システム１０に関するＨＤフロー概略図の実施例が、図示される。図１のＨＤシステムは、比較的に複雑であるため、図１およびその議論はまた、上記に議論される腎不全治療モダリティのうちのいずれかおよびＩＶ機械のためのサポートも提供する。概して、非常に簡略化されたバージョンの透析流体またはプロセス流体送達回路を有するシステム１０が、示される。血液回路もまた、簡略化されるが、透析流体回路が簡略化されるほどではない。回路は、本開示の説明をより容易にするために簡略化されており、本システムは、実装される場合、上記の参照することによって組み込まれる公開に見出されるもの等の付加的構造および機能性を有するであろうことを理解されたい。
【００７４】
図１のシステム１０は、血液回路２０を含む。血液回路２０は、患者１２から血液を引き、患者に血液を戻す。血液は、動脈ライン１４を介して患者１２から引かれ、静脈ライン１６を介して患者に戻される。動脈ライン１４は、患者１２と採血連通する、動脈針１４ｂに接続する動脈ラインコネクタ１４ａを含む。静脈ライン１６は、患者と返血連通する、静脈針１６ｂに接続する静脈ラインコネクタ１６ａを含む。動脈ライン１４および静脈ライン１６はまた、ばね荷重フェールセーフ機械的ピンチクランプであり得る、ラインクランプ１８ａおよび１８ｖを含む。ラインクランプ１８ａおよび１８ｖは、一実施形態では、緊急状況において自動的に閉鎖される。
【００７５】
動脈ライン１４および静脈ライン１６はまた、それぞれ、超音波空気検出器であり得る、空気または気泡検出器２２ａおよび２２ｖを含む。空気または気泡検出器２２ａおよび２２ｖは、それぞれ、動脈ライン１４および静脈ライン１６内の空気を探求する。空気が空気検出器２２ａおよび２２ｖのうちの１つによって検出される場合、システム１０は、ラインクランプ１８ａおよび１８ｖを閉鎖し、血液および透析流体ポンプを一時停止させ、処置が再開され得るように空気を一掃するように患者に命令を提供する。
【００７６】
血液ポンプ３０が、図示される実施形態では、動脈ライン１４内に位置する。図示される実施形態では、血液ポンプ３０は、第１の血液ポンプポッド３０ａと、第２の血液ポンプポッド３０ｂとを含む。血液ポンプポッド３０ａは、入口弁３２ｉおよび出口弁３２ｏとともに動作する。血液ポンプポッド３０ｂは、入口弁３４ｉおよび出口弁３４ｏとともに動作する。ある実施形態では、血液ポンプポッド３０ａおよび３０ｂは、それぞれ、シェル内に位置する可撓性ダイヤフラムを伴う、例えば、球形の硬質外側シェルを含む血液容器であり、ダイヤフラムポンプを形成する。各ダイヤフラムの片側は、血液を受容する一方、各ダイヤフラムの他方の側は、正の空気圧および負の空気圧によって動作される。血液ポンプ３０は、代替として、動脈ライン１４管とともに動作する蠕動ポンプである。
【００７７】
ヘパリンバイアル２４およびヘパリンポンプ２６が、図示される実施形態では、血液ポンプ３０と血液濾過器４０（例えば、透析器）との間に位置する。ヘパリンポンプ２６は、空気圧ポンプまたはシリンジポンプ（例えば、ステッパモータ駆動シリンジポンプ）であり得る。血液濾過器４０の上流にヘパリンを供給することは、濾過器の膜の凝固を防止することに役立つ。
【００７８】
制御ユニット５０が、１つ以上のプロセッサおよびメモリを含む。制御ユニット５０は、空気検出器２２ａおよび２２ｖ（および温度センサ、血液漏出検出器、伝導率センサ、圧力センサ、およびアクセス切断トランスデューサ１０２、１０４等のシステム１０の他のセンサ）から空気検出信号を受信し、ラインクランプ１８ａおよび１８ｖ、血液ポンプ３０、ヘパリンポンプ２６、および透析流体ポンプ等の構成要素を制御する。静脈ライン１６を介して血液濾過器４０から退出する血液は、空気トラップ１１０を通して流動する。空気トラップ１１０は、透析された血液が静脈ライン１６を介して患者１２に戻される前に、血液から空気を除去する。
【００７９】
図１のシステム１０の血液透析バージョンでは、透析流体または透析液は、血液濾過器４０の膜の外側に沿って圧送される一方、血液は、血液濾過器膜の内側を通して圧送される。透析流体または透析液は、水浄化ユニット６０を介した水の浄化を始めとして調製される。１つの好適な水浄化ユニットが、「Ｗａｔｅｒ  Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」と題され、２０１１年４月２５日に出願された米国特許公開第２０１１／０１９７９７１号（その全内容が、参照することによって本明細書に組み込まれ、依拠される）に記載されている。一実施形態では、水浄化ユニットは、水が、一実装では、０．０３エンドトキシン単位／ｍｌ（「ＥＵ／ｍｌ」）を下回り、０．１コロニー形成単位／ｍｌ（「ＣＦＵ／ｍｌ」）を下回るように、水道水を浄化する（例えば、病原体および塩素等のイオンを除去する）ための濾過器および他の構造を含む。水浄化ユニット６０は、血液回路２０と、透析流体回路７０とを含む、血液透析機械の筐体とは別個の筐体内に提供されてもよい。
【００８０】
透析流体回路７０が、図示を容易にするために、再び、図１において大幅に簡略化される。現実における透析流体回路７０は、上記の参照することによって組み込まれる公開に記載される関連構造および機能性の全てを含んでもよい。透析流体回路７０のある特徴が、図１に図示される。図示される実施形態では、透析流体回路７０は、血液濾過器行き透析流体ポンプ６４を含む。ポンプ６４は、一実施形態では、血液ポンプ３０と同一に構成される。ポンプ６４は、ポンプ３０のように、ポンプポッドの対を含み、これは、再び、球状に構成され得る。２つのポンプポッドは、血液ポンプ３０のように、一方のポンプポッドがＨＤ透析流体を用いて充填する一方、他方のポンプポッドがＨＤ透析流体を放出するように交互に動作される。
【００８１】
ポンプ６４は、血液濾過器行き透析流体ポンプである。使用された透析流体を排出するように押し出すために、排出ライン８２に位置する入口弁９８ｉおよび出口弁９８ｏとともに動作する別の二重ポッドポンプチャンバ９６が存在する。重炭酸塩カートリッジ７２を通してポンプ浄化水を圧送するための第３のポッドポンプ（図示せず）が存在する。酸容器７４から混合ライン６２の中に酸を圧送するために使用される第４のポッドポンプ（図示せず）が存在する。第３および第４のポンプ、すなわち、濃縮物ポンプは、一実施形態では、混合ライン６２と血液濾過器行き透析流体ポンプ６４との間に緩衝透析流体タンク（図示せず）が存在するため、連続圧送が混合ライン６２においてあまり重要ではないため、単一のポッドポンプであってもよい。
【００８２】
排出ライン８２において提供される第５のポッドポンプ（図示せず）が、ＨＤ治療が提供されるときに既知の量の限外濾過（「ＵＦ」）を除去するために使用される。システム１０は、限外濾過液が患者から除去された量を制御および把握するために、ＵＦポンプを追跡する。システム１０は、必要な量の限外濾過液が処置の終わりまでに患者から除去されることを確実にする。
【００８３】
上記に説明されるポンプはそれぞれ、代替として、管とともに動作する蠕動ポンプであってもよい。該当する場合、システム弁は、依然として、本開示の特徴に従って空気圧で作動されてもよい。
【００８４】
一実施形態では、水浄化ユニット６０からの浄化水は、重炭酸塩カートリッジ７２を通して混合ライン６２に沿って圧送される。容器７４からの酸が、混合ライン６２に沿って、重炭酸塩カートリッジ７２から流動する重炭酸塩水の中に圧送され、電解的かつ生理学的に適合性の透析流体溶液を形成する。浄化水を重炭酸塩および酸と適切に混合するために使用されるポンプおよび温度補償伝導率センサは、図示されないが、上記の参照することによって組み込まれる公開に詳細に開示されている。
【００８５】
図１はまた、透析流体が、血液濾過器４０に到達する前に、ヒータ７８および限外濾過器８０を通して新鮮な透析流体ライン７６に沿って圧送され、その後で使用された透析流体が排出ライン８２を介して排出されるように圧送されることを図示する。ヒータ７８は、透析流体を体温または約３７℃まで加熱する。限外濾過器８０はさらに、血液濾過器４０に到達する前に透析流体を清浄にし、浄化し、透析流体から、例えば、重炭酸塩カートリッジ７２または酸容器７４を介して導入される微生物または汚染物質を濾過する。
【００８６】
透析流体回路７０はまた、図示される実施形態では、サンプルポート８４を含む。透析流体回路７０はさらに、血液漏出検出器（図示されないが、血液濾過器４０の繊維が断裂しているかどうかを検出するために使用される）と、全てが上記の参照することによって組み込まれる公開に詳細に例証および説明される、平衡チャンバ、複数の透析流体弁、および透析流体保持タンク等の図示されない他の構成要素とを含むであろう。
【００８７】
図示される実施形態では、血液透析システム１０は、透析流体を血液濾過器を通して一度圧送し、次いで、使用された透析流体を排出するように圧送する、直結通過システムである。血液回路２０および透析流体回路７０は両方とも、血液回路２０および透析流体回路７０が再使用され得るように、各処置後に温水消毒されてもよい。一実装では、血液濾過器４０を含む血液回路２０は、約１カ月にわたって毎日温水消毒および再使用される一方、透析流体回路７０は、約６カ月にわたって温水消毒および再使用される。
【００８８】
代替実施形態では、例えば、ＣＲＲＴに関して、滅菌された透析流体または注入液の複数のバッグが、ともにまとめられ、次々と使用される。そのような場合では、空の供給バッグは、排出または使用済み流体バッグとしての役割を果たすことができる。
【００８９】
システム１０の機械９０は、図１の破線によって示されるような封入体を含む。機械９０の封入体は、処置のタイプ、処置がセンター内であるかまたは在宅処置であるか、および透析流体／注入液供給がバッチタイプ（例えば、袋詰め）であるかまたは直結であるかに応じて変動する。
【００９０】
図２は、図１のシステム１０の機械９０が血液セット１００とともに動作し得ることを図示する。血液セット１００は、動脈ライン１４と、静脈ライン１６と、ヘパリンバイアル２４と、ヘパリンポンプ２６／血液ポンプ３０と、血液濾過器４０（例えば、透析器）とを含む。空気トラップ１１０が、患者１２に戻される前に血液から空気を除去するために、静脈ライン１６に位置してもよい。
（空気圧ポンプボックス）
【００９１】
図１および２では、ポンプ２６、３０（３０ａおよび３０ｂ）、６４、９６（および図示されない他のポンプ）のうちのいずれかおよび弁３２ｉ、３２ｏ、３４ｉ、３４ｏ、６８ｉ、６８ｏ、９８ｉ、および９８ｏ等の弁のうちのいずれかが、空気圧で作動されてもよい。ある実施形態では、ポンプおよび弁はそれぞれ、可撓性膜によって分離される、流体側および空気側を有する。負の空気圧が、流体をポンプチャンバの中に引き込むために、または弁を開放するために、膜の空気側に印加され得る（またはポンプまたは弁は、正の閉鎖圧力を大気に通気し、流体圧力が開放することを可能にすることによって開放され得る）。正の空気圧が、ポンプチャンバから流体を放出するために、または弁を閉鎖するために、膜の空気側に印加される。
【００９２】
ここで図３を参照すると、ＨＤ機械等の医療流体送達機械９０の実施形態が、図示される。図示される実施形態における医療流体送達機械９０は、空気圧ポンプボックス１５０に接続される医療流体送達シャーシ１２０を含む。ある実施形態では、空気圧ポンプボックス１５０は、ポンプボックスが患者の周辺の近傍の処置面積内の騒音を低減させるために患者から離れるように移動され得る（例えば、クローゼット内に設置される）ように、医療流体送達シャーシ１２０に可撤式に接続される。少なくとも１つの正の空気圧ラインおよび少なくとも１つの負の空気圧ライン（図示せず）が、空気圧ポンプボックス１５０から医療流体送達シャーシ１２０に延設され、ポンプ２６、３０（３０ａおよび３０ｂ）、６４、９６（および図示されない他のポンプ）および医療流体送達シャーシ１２０内に位置する、またはその上に搭載される弁３２ｉ、３２ｏ、３４ｉ、３４ｏ、６８ｉ、６８ｏ、９８ｉ、および９８ｏ等の弁のうちのいずれかを駆動する。
【００９３】
ある実施形態では、空気圧調整器、電気的に作動されるバイナリソレノイド弁、および電気的に作動される可変空気圧（可変弁）等の空気圧構成要素は、医療流体送達シャーシ１２０内に位置する。空気圧ポンプボックス１５０から医療流体送達シャーシ１２０に延設される空気圧ラインの数は、したがって、おそらく、単一の正圧空気圧ラインおよび単一の負圧空気圧ラインまで最小限にされることができる。
【００９４】
図４Ａおよび４Ｂは、代替空気圧ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂ（集合的に、ポンプボックス１５０）をより詳細に図示する。ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂは、それらの主要構成要素を強調するために簡略化されており、電気配線および回路、管類、コネクタ等、図示されない他の構造を含有し得る。それぞれ、図４Ａおよび４Ｂの空気圧ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂは、真空ポンプ１５２が熱を生産し、それに応じて、動作の間にポンプボックス内で最も高温の点を形成することを認識する。真空ポンプ１５２は、それに応じて、熱が上に、かつ他のポンプボックス構成要素から離れるように上昇し得るように、空気圧ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂの両方の中で上部に搭載される。
【００９５】
空気圧ポンプボックス１５０ａはまた、可能な限り空気圧ポンプボックス内の管類の配索を低減させ、簡略化する。そのように行うために、空気圧ポンプボックス１５０ａは、コンプレッサ１５４を空気圧ポンプボックス１５０ａの底部に配置する。コンプレッサ１５４は、短い空気圧ライン１６２を介して乾燥機１５６の中に圧縮された空気を給送する。ある実施形態における乾燥機１５６は、コンプレッサ１５４からの圧縮された空気を冷却し、圧縮された空気から水分を凝縮する。使用に先立って空気から水分を除去することは、圧縮された空気体積中の水分が腐食に起因してシステム故障を引き起こし得るため、重要である。乾燥機１５６は、ある実施形態では、冷却を介して動作するため、乾燥機１５６を熱生産真空ポンプ１５２から離れるように配置することが、賢明である。ポンプボックス１５０ａでは、乾燥機１５６は、真空ポンプ１５２の真下に位置し、その上昇する熱を回避し、アキュムレータ１５８および１６０を介して真空ポンプ１５２から分離される。管類配索も同様に、乾燥機１５６と正圧アキュムレータ１５８との間の短い空気圧ライン１６４および真空ポンプ１５２と負圧アキュムレータ１６０との間の短い管類ライン１６６を介して簡略化および低減される。
【００９６】
正圧アキュムレータ１５８は、正圧空気圧ライン（図示せず）に接続するための出力ポート１５９を含み、正圧を医療流体送達シャーシ１２０に供給する。負圧アキュムレータ１６０は、負圧空気圧ライン（図示せず）に接続するための出力ポート１６１を含み、負圧を医療流体送達シャーシ１２０に供給する。
【００９７】
代替空気圧ポンプボックス１５０ｂは、コンプレッサ１５４が代わりに乾燥機１５６の上方に位置するように、空気圧ポンプボックス１５０ａに対してコンプレッサ１５４および乾燥機１５６の設置を反転する。本構成は、冷却乾燥機１５６を、熱生産真空ポンプ１５２からさらに離れるように、また、コンプレッサから上昇する熱の下方に移動させ、これは、有利であるが、乾燥機１５６と正圧アキュムレータ１５８との間により長い空気圧ライン１６４を要求する。いずれの場合も、空気圧ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂの両方の構成要素レイアウトは、効率および簡易化を踏まえて作製される。
【００９８】
空気圧ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂのうちのいずれか一方または両方は、ボックスの上部に電気的に動作されるファン１７０を提供してもよく、これは、真空ポンプ１５２からの加熱された空気をボックスから引くように配向される。真空ポンプ１５２を中心とするより低温の周囲空気の循環を補助するために、入口通気孔１７２が、提供され、真空ポンプ１５２の場所のちょうど真下に図示されるように位置してもよい。図４Ａおよび４Ｂの対流矢印によって図示されるように、比較的に低温の空気が、通気孔１７２を通して中に、かつ真空ポンプ１５２を中心としてファン１７２を介して引かれ、これもまた、空気圧ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂから加熱された空気を排出する。
【００９９】
空気圧ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂのうちのいずれか一方または両方はまた、ポンプボックスの内壁のうちの１つ以上のものまたは全ての上に遮音１７４を提供してもよい。ポンプボックス１５０ａおよび１５０ｂの内壁を裏打ちするフォームまたは岩綿等の遮音１７４は、空気圧構成要素１５２、１５４、および１５６を介して生産される騒音を消音することに役立つ。遮音は、医療流体送達シャーシ１２０からポンプボックス１５０を除去する必要性を排除し得る。実際に、本開示のうちのいずれかおよび本明細書に説明される代替物を含む、ポンプボックス１５０を機械９０の医療流体送達シャーシ１２０に統合することが、考慮される。
【０１００】
ここで図５−７を参照すると、圧力アキュムレータ１５８、１６０の実施形態が、図示される。図５に図示されるように、正圧アキュムレータ１５８は、剛性外側筐体１７６を含み、これは、例えば、ポリ塩化ビニル（「ＰＶＣ」）、ポリカーボネート（「ＰＣ」）、ポリプロピレン（「ＰＰ」）、ポリエチレン（「ＰＥ」）等のプラスチック材料から作製されることができる。図示される実施形態における剛性外側筐体１７６は、２つの鋭角を排除しようと試み、代わりに、ブラダが内面の形状に容易に共形化し、内面によって画定される内側容積の全てまたは実質的に全てを使用することを可能にする、比較的に大きい半径の屈曲部１７８を含む内面を有する。ある実施形態では、剛性筐体によって画定される内側容積は、約２５０ミリリットル〜１リットル以上のもの、例えば、５００ミリリットルであり得る。
【０１０１】
図示される実施形態における剛性外側筐体１７６は、通気ポート１８６を含む、または提供する。通気ポート１８６は、一実施形態では、残りの剛性筐体１７６とともに成形される。通気ポート１８６は、ブラダ１８２が拡張するとき、下記に説明されるブラダ１８２が筐体１７６から空気を押し出すことを可能にし、ブラダ１８２が収縮するとき、空気が筐体１７６に進入することを可能にする。筐体１７６は、それにもかかわらず、ブラダ１８２を含有するために必要とされる剛性封入体を提供する。ポート１８６は、ブラダが完全に拡張し、容易に収縮することに役立つ。
【０１０２】
図示される実施形態における剛性外側筐体１７６の開放端は、図６に図示されるブラダアセンブリ１８０を受け取る。ブラダアセンブリ１８０は、拡張可能ブラダ１８２を含む。拡張可能ブラダ１８２は、ラテックス等の高度に弾性の材料から作製される。図６は、ブラダ１８２の開放端１８４がコネクタ１９０のブラダ接続端１９２にわたって延伸およびシールされることを図示する。コネクタ１９０はまた、正圧ラインまたは負圧ライン（図示せず）に接続し、正圧または負圧を医療流体送達シャーシ１２０に供給するために、それぞれ、図４Ａおよび４Ｂと関連して上記に説明される出力ポート１５９、１６１を提供する。出力ポート１５９、１６１は、空気圧ラインとのシールされた接続のために図示されるように返し付きである、または他の好適な気密シール接続を有してもよい。コネクタ１９０は、加えて、ナイロンを含む、剛性外側筐体１７６のための上記に説明される剛性プラスチックのうちのいずれかから作製されてもよい。コネクタ１９０はまた、剛性筐体１７６を形成するために使用され得る、吹込み成形を介して達成され得るものよりも精密な公差を提供するために、射出成形されてもよい。
【０１０３】
Ｏリングガスケット等のガスケット１８８が、拡張可能ブラダ１８２をコネクタ１９０のブラダ接続端１９２上にさらに圧縮する。ある実施形態におけるブラダ接続端１９２は、ガスケット１８８をブラダ１８２およびブラダ接続端上に着座させるために、環状くぼみを提供する。ガスケット１８８はまた、ブラダアセンブリ１８０が外側筐体１７６の中に挿入されると、剛性外側筐体１７６の縮径部１７９内に圧縮されるようなサイズにされる。コネクタ１９０のフランジ１９４は、ブラダアセンブリ１８０が外側筐体１７６の中に完全に挿入されると、縮径部１７９の前部に対して着座する。ガスケット１８８は、シリコンまたは他の圧縮可能ゴム、またはプラスチックから作製されてもよい。
【０１０４】
代替実施形態では、コネクタ１９０の出力ポート１５９、１６１およびブラダ接続端１９２の両方は、返し付きである。筐体１７６およびその縮径部１７９は、返しが筐体１７６の縮径部１７９の中に食い込み、それをシールし得るように、コネクタ１９０の返し付き接続端１９２よりも軟質の材料から作製されてもよい。
【０１０５】
さらなる代替実施形態では、コネクタ１９０の出力ポート１５９、１６１は、平滑であり、１つ以上のＯリングガスケットを介して空気圧管をシールする、例えば、出力ポート１５９、１６１内に形成される溝の中に嵌合されてもよい。ここでは、ブラダ接続端１９２は、図示されるように平滑である、または上記に代替として説明されるように返し付きであり得る。
【０１０６】
例証の目的のために、静的調整器または可変弁等の正圧調整器が、流体ポンプチャンバまたは流体弁チャンバにおける動作圧を５ｐｓｉｇに設定すると仮定する。次いで、これがブラダを膨張させるために、５．５ｐｓｉｇ等、少なくともわずかに５ｐｓｉｇを上回るものを要求するように（例えば、その壁厚さを設定することを介して）ブラダ１８２を構築することが、考慮される。ブラダを膨張させるために必要とされる圧力はまた、コンプレッサ１５４および乾燥機１５６の出力圧力を下回ることを必要とする。そうすることによって、ブラダ１８２は、ブラダが図７に図示されるその拡張された形状から図５および６に図示されるその静止形状に収縮するとき、十分な動作圧を調整器に提供する。ブラダ１８２を伴わないと、いったん剛性外側筐体１７６内の圧力が実施例において５ｐｓｉｇまで降下すると、アキュムレータ１５８は、もはや流体弁またはポンプに動力供給することができない。しかし、ブラダ１８２を伴うと、いったん剛性外側筐体１７６内の圧力がブラダ膨張圧力（例えば、実施例において５ｐｓｉｇをわずかに上回るものまたは５．５ｐｓｉｇ）まで降下すると、ブラダ１８２は、ブラダ１８２がその静止形状に到達するまで、調整器にブラダ膨張圧力、例えば、５．５ｐｓｉｇを供給する。
【０１０７】
図８Ａは、圧力が（ｉ）コンプレッサ１５４によってアキュムレータ１５８に提供される初期正圧において開始され、（ｉｉ）線形に、または曲線に従ってのいずれかでブラダ膨張圧力まで降下し、（ｉｉｉ）ブラダ１８２がその非拡張静止形状に到達するまで膨張圧力に留まり、（ｉｖ）調整された出力圧力まで降下することを示す、経時的にアキュムレータ１５８によって提供される圧力のグラフを図示する。
【０１０８】
付加的量または体積が、例えば、コンプレッサ１５４への電力がもはや利用可能ではないときにポンプまたは弁チャンバを駆動するために使用されてもよい。付加的量または体積はまた、調整器、バイナリソレノイド弁、および可変弁等の空気圧構成要素のための漏出緊密性要件を減少させるために使用されてもよい。そのような要件を減少させることは、より安価な弁が使用されることを可能にする、および／またはそのような空気圧構成要素が処置前に試験されるときに障害状況の数を減少させ得る。
【０１０９】
図５−７はまた、負圧アキュムレータ１６０の実施形態を図示する。正圧アキュムレータ１５８に関して上記に説明される上記の構造および代替物は全て、（ｉ）例えば、ラテックス、シリコーン、または他の可撓性材料から作製されるブラダ１８２が、より高い膨張圧力を有するように厚くされ、（ｉｉ）通気ポートが真空源ポートになり、コネクタ１９０が空気通気孔になるように、通気ポート１８６およびコネクタ１９０の役割が逆転されることを除いて、負圧アキュムレータ１６０に関するものと同一である。負圧アキュムレータ１６０では、真空ポンプ１５２は、ポート１８６を真空に引き、これは、ブラダ１８２と剛性外側筐体１７６との間の空気を排気する一方、空気は、コネクタ１９０を介してブラダ１８２の内側に進入し、ブラダを逆充填することが可能である。
【０１１０】
負圧ブラダ１８２は、一実施形態では、これがブラダを膨張させるために完全真空量の負圧をとるように（例えば、その壁厚さを設定することを介して）構築される。例えば、真空ポンプ１５２が少なくとも−１５ｐｓｉｇを提供し得ることを前提として、負圧アキュムレータ１６０を−１５ｐｓｉｇまで充填することが所望される場合、負圧ブラダ１８２は、これがブラダを膨張させるために−１５ｐｓｉｇをとるように構築され得る。このように、完全に収縮されたブラダ１８２と剛性外側筐体１７６との間の空間は、ブラダが真空入口ポート１８６を被覆するように膨張することに先立って、完全な所望の量まで完全に排気される。種々の実施形態では、（ｉ）ブラダおよび剛性外側筐体アキュムレータは、負圧ブラダが筐体によって提供される真空ポートを遮断する、または完全に遮断するように拡張する前に、完全な真空が引かれ得るように構成される、および／または（ｉｉ）真空ポートは、ブラダが遮断することが困難であるように剛性筐体の内側上に角度付けられることができる。使用時、いったん負圧が負圧膨張レベルを下回って降下し始めると、ブラダ１８２は、収縮し始め、ブラダが完全に収縮されるまで負の膨張圧力を供給する。ブラダ１８２が完全に収縮されると、剛性外側筐体１７６は、完全に真空を充填された状態にされる。
【０１１１】
図８Ｂは、圧力が（ｉ）真空ポンプ１５２によってアキュムレータ１６０に提供される初期負圧設定点において開始され、（ｉｉ）ブラダ１８２の負の膨張圧力まで、またはそれをちょうど下回ってわずかに降下し、（ｉｉｉ）ブラダ１８２が完全に収縮されるまで負の膨張圧力に留まり、（ｉｖ）線形に、または曲線に従ってのいずれかで負の調整出力圧力まで降下することを示す、経時的にアキュムレータ１６０によって提供される負圧のグラフを図示する。通気孔１９０は、ブラダが完全に収縮し得るように、空気がブラダ１８２の内側から逃散することを可能にする。
【０１１２】
正圧アキュムレータ１５８対負圧アキュムレータ１６０に関する一例証的圧力設定実施例は、以下の通りであり、すなわち、（正）正圧チャンバ圧力＋１５ｐｓｉｇ、正圧ブラダ膨張圧力＋５．５ｐｓｉｇ、正圧調整出力圧力＋５．０ｐｓｉｇであるのに対し、（負）負圧チャンバ圧力−１５ｐｓｉｇ、負圧ブラダ膨張圧力−１４．５ｐｓｉｇ、負圧調整出力圧力−５．０ｐｓｉｇである。
【０１１３】
ここで図９を参照すると、電力喪失状況における使用のために、負圧および正圧が、空気圧で作動されるポンプチャンバ２０２と、それぞれ、空気圧で作動されるポンプチャンバ２０２の上流および下流に位置する第１の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ２１２および第２の空気圧で作動される医療流体弁チャンバ２２２とを含む、医療流体ポンプ２００に印加され得るように、バッテリ電力が、電気的に動作されるソレノイドおよび可変弁に給電するために、アキュムレータ１５８および１６０および関連付けられるブラダ１８２とともに提供されてもよい。バイナリソレノイド弁２４０ａおよび２４０ｆは、一実施形態では、バッテリ電力が弁を開放するためにのみ必要とされるように、ばね閉鎖され、開放するように給電される。可変弁２４４は、その動作全体を通して電力を必要とする。静的空気圧調整器２４６および２４８は、一実施形態では、電力を必要としない。静的空気圧調整器２４６および２４８は、上記に議論されるような一定の正の空気圧動作圧および負の空気圧動作圧を設定する。
【０１１４】
加えて、図２の血液セット１００を視認すると、血液を押し出すために透析器４０を横断する透析流体を使用して、血液セットを通してコネクタ１４ａおよび１６ａに向かって患者に戻るように血液を濯ぐために、バッテリ電力は、ソレノイドを開放し、（ポンプ２００のように構成され得る）血液ポンプと関連付けられる可変弁および／または（ポンプ２００のように構成され得る）新鮮透析流体ポンプを動作させるために必要とされる。平衡チャンバもまた、採用されてもよく、これは、一実施形態では、濯ぎ戻しのために迂回される。使用済み透析流体ポンプは、正の透析流体圧力が、透析器内に蓄積され、血液セットの中への透析流体フローが患者に向かって血液を押し戻し得るように、遮断され得る（入口弁および出口弁が閉鎖される）。
【０１１５】
図９は、一実施形態では、空気圧で作動されるポンプチャンバ２０２が、可撓性膜またはダイヤフラム２１０によって分離される、医療流体側２０６（例えば、血液、透析流体、置換液、静注薬物）および空気圧側２０８を画定する、筐体２０４、例えば、剛性プラスチック筐体を含むことを図示する。空気圧で作動される第１または入口弁２１２は、可撓性膜またはダイヤフラム２２０によって分離される、医療流体側２１６および空気圧側２１８を画定する、筐体２１４、例えば、剛性プラスチック筐体を含む。空気圧で作動される第２または出口弁２２２は、可撓性膜またはダイヤフラム２３０によって分離される、医療流体側２２６および空気圧側２２８を画定する、筐体２２４、例えば、剛性プラスチック筐体を含む。入口弁２１２は、医療流体が医療流体入口ライン２３２を介してポンプチャンバ２０２に流動することを選択的に可能にする一方、出口弁２２２は、医療流体が医療流体出口ライン２３４を介してポンプチャンバ２０２から流動することを選択的に可能にする。
【０１１６】
医療流体をポンプチャンバ２０２の中に引き込むために、入口弁２１２は、開放され、出口弁２２２は、閉鎖され、負の空気圧が、圧送膜２１０に印加され、可変弁２４４に向かって膜を引き、入口ライン２３２を介してポンプチャンバ２０２の中に流体を吸引する。ポンプチャンバ２０２から医療流体を押し出すために、入口弁２１２は、閉鎖され、出口弁２２２は、開放され、正の空気圧が、圧送膜２１０に印加され、可変弁２４４から離れるように膜を押し、出口ライン２３４を介してポンプチャンバ２０２から流体を押し出す。可変弁２４４は、ポンプチャンバ２０２の一連のストロークにわたって、空気圧調整器２４６および２４８によって設定される範囲内で、正の空気圧および／または負の空気圧の所望の変動を可能にする可変オリフィスを含む。バイナリ弁２４０ｃ（例えば、ばね閉鎖され、開放するように通電される）は、調整された負圧が可変弁２４４に到達することを選択的に可能にする一方、バイナリ弁２４０ｄ（例えば、ばね閉鎖され、開放するように通電される）は、調整された正圧が可変弁２４４に到達することを選択的に可能にする。
【０１１７】
図示される実施形態では、第１または入口弁２１２および第２または出口弁２２２は、正圧下で閉鎖され、大気に開放される。入口弁２１２を閉鎖するために、バイナリ弁２４０ｂは、開放される一方、バイナリ弁２４０ａは、閉鎖され、調整された正圧が、入口弁２１２を閉鎖し、正圧が大気に通気することを防止することを可能にする。入口弁２１２を開放するために、バイナリ弁２４０ｂは、閉鎖される一方、バイナリ弁２４０ａは、開放され、調整された正圧が入口弁２１２に到達することを防止し、入口弁２１２における既存の正圧が大気に通気することを可能にする。同様に、出口弁２２２を閉鎖するために、バイナリ弁２４０ｅは、開放される一方、バイナリ弁２４０ｆは、閉鎖され、調整された正圧が、出口弁２２２を閉鎖し、正圧が大気に通気することを防止することを可能にする。出口弁２２２を開放するために、バイナリ弁２４０ｅは、閉鎖される一方、バイナリ弁２４０ｆは、開放され、調整された正圧が出口弁２２２に到達することを防止し、出口弁２２２における既存の正圧が大気に通気することを可能にする。
【０１１８】
（破線電気ラインによって示されるような）バイナリ弁２４０ａ−２４０ｆおよび可変弁２４４は、（同様に破線電気ラインを示す）制御ユニット５０の制御下で動作される。制御ユニット５０は、上記に議論されるようなバイナリ弁２４０ａ−２４０ｆをシーケンス化し、可変弁２４４のオリフィスサイズを制御し、所望の圧送圧力プロファイルを作成するコンピュータプログラムを起動する。
【０１１９】
入口弁および出口弁２１２および２２２は、弁膜２２０および２３０を開放するように押す医療流体圧力を介して大気に通気されると、および／または膜自体の自然の付勢が、正の空気圧を受けていないとき、入口弁および出口弁２１２および２２２を開放させる、または開放させる傾向があるように、球体またはドームに事前形成または事前ドーム形成されるように弁膜２２０および２３０を形成し、ドームを空気圧入口に向かって配向することによって、開放し得る。
【０１２０】
図示される実施形態では、入口弁および出口弁２１２および２２２は、負圧を要求せず、負圧よりも大きい正圧が、したがって、医療流体ポンプ２００を動作させるために必要とされる。したがって、ブラダ１８２が正圧アキュムレータ１５８のみを提供される場合であっても、医療流体ポンプ２００の寿命は、依然として、電力喪失に応じて延長される。代替実施形態では、負圧が、入口弁および出口弁２１２および２２２を開放するために使用され、したがって、ほぼ等しい量の正圧および負圧が、医療流体ポンプ２００を動作させるために必要とされる。ここでは、ブラダ１８２は、電力喪失に応じて医療流体ポンプ２００の寿命を延長させるために、正圧アキュムレータ１５８および負圧アキュムレータ１６０の両方を提供され得る。
【０１２１】
本明細書に説明される本好ましい実施形態の種々の変更および修正が、当業者に明白となるであろうことを理解されたい。そのような変更および修正は、本主題の精神および範囲から逸脱することなく、かつその意図される利点を減少させることなく成されることができる。したがって、そのような変更および修正は、添付される請求項によって網羅されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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